Condensadores con un regulador de tensión LDO: ¿es necesario?

Question

Estoy planeando utilizar un MCP1700 para bajar el voltaje de una batería de polímero de litio de 3,7 V a 3 V. La batería estará conectada al regulador a través de un circuito de carga ( https://www.sparkfun.com/products/10217 ). La hoja de datos del regulador sugiere un condensador de 1 µF en su entrada y salida para la estabilidad. ¿Qué importancia tiene esto? Actualmente estoy usando un regulador sin condensadores, y mi dispositivo se enciende y funciona bien.

¿Simplemente hace que el regulador sea menos eficiente, debido a una menor estabilidad y a que tiene que "perseguir su cola" más?

¿Y en la entrada? ¿El circuito del cargador se encarga de alguna necesidad?

El dispositivo en el que va es un Game Boy Advance que ya regula un poco su voltaje (está acostumbrado a ser alimentado por pilas AA), así que estaba considerando dejar los condensadores fuera.

Answer 1

La hoja de datos del regulador sugiere... ¿Qué importancia tiene esto?

Tan importante como que tu circuito funcione de forma fiable.

Tratar de adivinar las hojas de datos es una mala idea. A menos que la hoja de datos explique exactamente lo que ocurre y le oriente sobre las diferentes opciones, las especificaciones son requisitos no opciones.

Sólo Microchip conoce los límites de estabilidad del MCP1700. Sus ingenieros lo han analizado a lo largo de muchos casos de corriente, espacio libre, impedancia de salida, temperatura y otros parámetros. Han destilado el resultado de todo este análisis hasta llegar a un simple rango de capacitancia que debe haber en la entrada y la salida para que el dispositivo funcione de forma fiable. ¿Por qué no seguirlo?

Si se incumple alguna de las especificaciones de la hoja de datos, todas las demás quedan anuladas. Ya no hay ninguna garantía de lo que hará el dispositivo. Uno o varios dispositivos individuales aparentemente que funcione correctamente con algunas combinaciones limitadas de corriente, tensión de caída, temperatura, impedancia de la fuente, impedancia de la salida, etc., no es una prueba útil de nada.

Hablando en general, la caperuza de entrada es para garantizar que el regulador vea alguna impedancia mínima a ciertas frecuencias. Lo ideal es que la tensión de entrada tenga 0 impedancia. Como eso no es posible, te dicen la capacitancia mínima de entrada que debes poner junto al regulador para garantizar la impedancia de entrada que el diseño supone.

La capacitancia de salida forma parte del bucle de retroalimentación general, por lo que afecta a la estabilidad. Los requisitos varían considerablemente entre los reguladores, especialmente los LDO como el MCP1700. Los primeros LDO estaban pensados para condensadores de tantalio en la salida y, de hecho, se basaban en una ESR (resistencia efectiva en serie) mínima del condensador. Otros especifican un rango de capacitancia, siendo malos tanto los más altos como los más bajos. Una cosa buena del MCP1700 es que no hay ningún requisito de ESR mínima. Puedes conectar un tapón cerámico directamente a su salida. De hecho, es necesario.

Haz lo que dice la hoja de datos si no, eres un piloto de pruebas.

Answer 2

Debe seguir las recomendaciones de la hoja de datos. Si no lo hace, corre el riesgo de oscilar. El regulador empieza a oscilar: la salida sube y baja. Cuando me ha pasado, el regulador también se ha calentado.

La hoja de datos del MCP1700 recomienda un condensador de 1uF en la salida. Esto es un mínimo. También recomienda que el condensador esté situado lo más cerca posible de los pines del regulador.

A menudo hay que vigilar la resistencia interna (resistencia en serie equivalente =ESR) del condensador. Algunos oscilan si la ESR es demasiado alta (o demasiado baja). El MCP1700 parece ser bastante tolerante - la hoja de datos menciona el uso de diferentes tipos de condensadores que tienen grandes diferencias en ESR, y dice que todos pueden ser utilizados sin problema.

También recomienda un condensador en la entrada. El circuito de ejemplo muestra un 1uF, pero no entra en detalles al respecto.

Answer 3

Los reguladores sin los condensadores especificados pueden oscilar y no regular correctamente. He sabido que esto ocurre en un circuito construido por un amigo. Los condensadores deben estar lo más cerca posible de los cables del regulador.

Answer 4

Podrías notar pequeñas oscilaciones, que no son lo mejor en un circuito.

PD: Realmente no veo el problema de usar dos condensadores de 1 µF: no son tan grandes como para causar problemas al integrarlos en el sistema. Además puedes encontrarlos incluso como SMD y simplemente soldarlos entre las patas del 1700 y el problema está resuelto.

Answer 5

Estoy usando un TLV755 LDO en un circuito en el que he estado trabajando para aumentar la salida de un supercondensador a 3,3V mientras se descarga.

El circuito integrado que alimenta hace algo de regulación interna de voltaje, y sin el LDO, el circuito funciona durante unos 45 minutos antes de que el voltaje caiga demasiado para que las cosas sigan funcionando sin problemas.

Cuando introduje por primera vez el LDO, utilicé los condensadores equivocados, y bajó el tiempo de funcionamiento de mi circuito a sólo 15 minutos. Con los condensadores de derivación de entrada y salida correctos, el mismo LDO permite que mi aplicación funcione durante unos 3 horas .

En el caso de la regulación de la tensión, la elección del condensador de derivación es crucial. Sin él, la regulación de la tensión puede seguir funcionando, pero es muy probable que no lo haga con la eficacia que podría. Los condensadores existen para evitar que el regulador tenga que trabajar tanto para proporcionar una salida estable. Sin la capacitancia adecuada, el regulador estará luchando contra una entrada inestable, y como resultado se funcionan de forma subóptima y producen una producción subóptima.

En mi caso, fue la diferencia entre un aumento del 400% en la eficiencia y un 300% en el rendimiento. disminuir .